电流环的作用

控制交流伺服系统的关键是实现电机瞬时转矩的高性能控制，对PMSM转矩控制的要求可归纳为响应快、精度高、脉动小、效率高等。根据dq坐标系中的PMSM电机模型知，对电机输出转矩的控制最终归结为对交轴、直轴电流的控制。为提高系统性能，PMSM速度伺服系统采用速度环和电流环双闭环结构，电流环为系统内环，速度环为系统外环。作为多闭环控制系统，外环性能的实现依赖于系统内环的优化。电流环是PMSM速度伺服系统中提高控制精度和响应速度、改善控制性能的关键。为了达到伺服系统比较精确和快速的控制效果，必须保证相电流能够精确快速的实现采样。在电流环的采样设计中，为了达到这种采样效果，我们采用一种自适应采样时刻调整技术，根据调制系数的不同，动态的调节采样时刻点，同时为了保证电流采样的实时性和快速性，利用TMS320F28069MCU独有的CLA硬件结构框架，保证电流采样和数据处理的快速进行。如下图所示：（1）低调制系数下，可用于采样电流时间段（2）高调制系数下，可用于采样电流时间段由图1和图2比较可知，在开关管通断时刻后，电流都有一段波动调整期，如若采样点设置在波动调整期内，则会直接影响电流采样结果的准确，而且随着调制系数大小的变化，该调整期的长短也会变化，导致可用于采样电流的时间段长度也发生变化，为了保证每次采样时刻点都落到可用于采样电流的时间段内，需要才用一种自适应采样时刻调整技术保证采样时刻点跟随载波系数的不同自适应的进行调整。TMS320F28069特有的CLA（控制算法加速器）结构式一个32位独立的可支持单精度浮点运算的浮点运算CPU，凭借其低延迟的中断控制机制，可很好的实现对电流采样的控制和采样结果的实时读取。这一特有的硬件结构通常被应用与实时性要求较高的控制场合。在交流伺服系统中，采用CLA实现电流环的控制，可以很大的提高整个内环的相应速度，到达更高的响应频宽。